Ist Universe Sandbox 2 realistisch?

Universe Sandbox 2 ist die zweite Ausgabe von Universe Sandbox, die auf Steam erhältlich ist. Es ist ein pädagogisches Simulationsspiel, das auf Astronomie und allem Weltraum basiert, es reicht von Supernova-Animationen bis hin zu Klima- und Atmosphärensimulationen (und natürlich Kollisionen), aber ist irgendeine dieser Funktionen stichhaltig? Ähneln sie wirklich der Dynamik des Weltraums?

Antworten (1)

Ich bin mir nicht sicher, ob solche Fragen hier erlaubt sind, aber ich kann sie genauso gut beantworten.

Universe Sandbox 2 ist größtenteils realistisch. Seine Genauigkeit nimmt ab, wenn Sie den Zeitfluss erhöhen. Je langsamer die Zeit, desto genauer die Berechnungen. Wenn Sie also das Sonnensystem über einen längeren Zeitraum simulieren möchten, ist dies nicht sehr genau. Wenn Sie ganztägige Ereignisse simulieren möchten, wie z. B. den Absturz von Planeten, ist dies möglicherweise besser.

Universe Sandbox 2 verwendet jedoch die 300 Jahre alte Newtonsche Physik und nicht die allgemeine Relativitätstheorie. Die Newtonsche Physik erfordert nur eine n-Körper-Mechanik, daher ist sie viel einfacher zu implementieren. Die Allgemeine Relativitätstheorie erfordert die Simulation der Raumzeit selbst. Das heißt, nehmen Sie Ihren Simulationsraum, diskretisieren Sie ihn in ein hochauflösendes 3-D-Gitter und überprüfen Sie die Wirkung, die jeder einzelne Punkt in diesem Gitter auf alle benachbarten Punkte in jedem Zeitschritt hat.

Anstatt eine Anzahl von N Körpern zu simulieren, würden sie eine riesige Anzahl von Punkten simulieren. Sie würden mit einigen anfänglichen Daten über die Form der Raumzeit beginnen und dann sehen, wie sie sich gemäß den Einstein-Gleichungen entwickelt, die 10 hochgradig nichtlineare partielle Differentialgleichungen sind. Genaue Simulationen der allgemeinen Relativitätstheorie erfordern Supercomputer.

Dennoch kann die Newtonsche Physik die Arbeit größtenteils erledigen. Die Entwickler scheinen daran interessiert zu sein, einige GR-Konzepte zu integrieren, wie die Ausbreitung der Schwerkraft mit Lichtgeschwindigkeit, sich drehende Schwarze Löcher und Möglichkeiten, GR besser anzunähern.

Ich frage mich... hast du jemals das Spiel gespielt? Du scheinst dich sehr gut auskennen. Im Gegensatz zu mir, obwohl ich es habe. +1 für Zugehörigkeit und Details, wie immer.
@Mobal Ich spiele es ab und zu. :)
Hallo, lieber Universe-Sandbox-Spieler :)
Moderne Computer sind extrem leistungsfähig – allein die CPU meines Desktops hätte es in jedem Jahr vor 2001 in die Top 500 der Supercomputer geschafft; Berücksichtigen Sie eine High-End-Grafikkarte, und Sie könnten wahrscheinlich bis Mitte der 2000er Jahre auf der Liste bleiben. Genaue GR-Simulationen sind nicht allzu weit außerhalb der Reichweite.
@Mark Wenn man bedenkt, dass die Newtonsche Physik mit Universe Sandbox langsam läuft, wäre GR verrückt.
Können Sie sagen, welche N-Körper- und hydrodynamischen Codes verwendet werden? Angesichts der Tatsache, dass die bestmöglichen astrophysikalischen Theoriemodelle Annäherungen an die Realität sind, bezweifle ich, dass dies als realistisch bezeichnet werden kann. Aber ich habe es mir nicht angeschaut. Die Verwendung von GR ist selten ein Problem, es sei denn, Sie führen groß angelegte kosmologische Simulationen durch oder untersuchen schwarze Hügel und Neutronensterne. Die Newtonsche Physik ist schon schwer genug, wenn man einmal von einer Ansammlung von 10.000 Sternen spricht.
@RobJeffries Ich war mir ehrlich gesagt nicht sicher, also habe ich es nachgeschlagen und in ihren FAQ gefunden: "Universe Sandbox strebt nach Realismus ... Thomas, unser Physikprogrammierer, diskutiert ausführlich verschiedene Aspekte der Physikimplementierung auf seinem YouTube-Kanal ." Sie wirken ziemlich kompliziert.
Die Annäherung von GR-Effekten in der Orbitalmechanik im Sonnensystem kann ziemlich gut durchgeführt werden, indem einfach ein oder zwei Terme zu den Newtonschen Kräften hinzugefügt werden. Siehe Antworten auf Wie berechnet man die Planeten und Monde jenseits der Gravitationskraft von Newton? Es ist eine Annäherung, ja, aber bringt Sie immer noch fast bis zum Ziel und kann einfach als zusätzlicher Beschleunigungsterm in den Integrator eingefügt werden. Ich frage mich, ob so etwas tatsächlich in Universe Sandbox zu finden ist?